Fachwörter-Lexikon
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Nichtrostende Stähle, austenitisch
Austenitische Chrom-Nickel-Stähle sind hochlegierte Stähle mit Legierungselementen von C < 0,15 %, Cr 16-28 %, Ni 6-32 %) Die Vorteile der austenitischen Cr-Ni-Stähle, im Vergleich zu den übrigen nichtrostenden Stahlgruppen, liegen in ihrer hervorragenden Korrosionsbeständigkeit (Ausnahme: Spannungsrisskorrosion), ihrer hervorragenden plastischen Verformbarkeit sowie ihrer guten Zähigkeit auch bei sehr tiefen Temperaturen. Der aus Gründen der Korrosionsbeständigkeit erforderliche Chromgehalt von über 12 % würde zu einem überwiegend ferritischen Gefüge führen. Zur Bildung eines austenitischen Gefüges mit seinen sich von den übrigen Stahlsorten stark unterscheidenden Eigenschaften müssen austenitstabilisierende Legierungselementelemente in bestimmten Konzentrationen zulegiert werden. Nickel ist als starker Austenitbildner hierfür besonders gut geeignet. Durch Absenkung der Passivierungsstromdichte verbessert es zusätzlich die Korrosionsbeständigkeit gegenüber Säuren. Das kfz-Gitter der Cr-Ni-Stähle weist eine sehr gute plastische Verformbarkeit mit Bruchdehnungen bis zu 50 % auf. Sie liegen damit mindestens doppelt so hoch wie im Vergleich zu anderen Stahlsorten.
Strahlen mit Glasperlen
Kaum oder nicht abrasiv wirkt das Stahlen mit Glaskugeln. Es dient beispielsweise zum Mattieren von Oberflächen auf dekorativen Metallteilen, kann aber auch zur Aktivierung von Stählen vor einer Beschichtung in Betracht kommen. Beim dekorativen Strahlen ist zu berücksichtigen, dass die Glaskugeln im Prozess brechen können und die Bruchstücke in die Oberfläche eingedrückt werden können. Bei der Beschichtung mit galvanischen Schichten können derartige Bruchstücke Quellen für Blasenbildungen und nachfolgender Korrosion sein. Bei der galvanischen Beschichtung ist darauf zu achten, mit geringen Schichtdicken (weniger als 2 µm bis 3 µm) oder mit speziellen Verfahren – glanzerhaltende Abscheidung – zu beschichten.
Prüfverfahren für Reibung und Verschleiß - Normen
Zur umfassenden Bewertung der Verschleißschutzeigenschaften tribologischer Werkstoffe sind standardisierte Prüfmethoden unverzichtbar, um eine Vergleichbarkeit von Messwerten zu gewährleisten. Für modelltribometrische Prüfverfahren sind in diesem Zusammenhang folgende Normen exemplarisch zu erwähnen.
DIN 51834-3:2008-12: Tribologische Prüfungen im translatorischen Oszillations-Prüfgerät -Teil 3: Bestimmung des tribologischen Verhaltens von Werkstoffen im Zusammenwirken mit Schmierstoffen – Diese Norm beschreibt ein Prüfverfahren zur Bestimmung des Reibungs- und Verschleißverhaltens von Werkstoffen in einer oszillierenden Linearbewegung. Als großer Vorteil kann die Flexibilität bei der Auswahl der zu prüfenden Werkstoffe und Prüfteilgeometrien sowie bei der Auswahl des Schmiermediums gelten, welches in diesem Zusammenhang auch Luft (also Trockenreibung) sein darf. Neben der zweidimensionalen Vermessung der Verschleißspuren auf Grund- und Gegenkörper sieht diese Norm auch ein einfaches Näherungsverfahren zur Berechnung der dreidimensionalen Verschleißvolumina an beiden Reibpartnern vor. Die amerikanische Normungsgesellschaft ASTM hat dieses Verfahren 2011 als allgemein auf SRV-Prüfungen anwendbare Norm verabschiedet (vgl. ASTM D7755-11).
ASTM D7217-11: Standardprüfmethode zur Bestimmung der EP-Eigenschaften von Gleitlacken unter Verwendung eines translatorischen Hochfrequenz-Oszillations-Prüfgeräts (SRV) – In der Prüfung nach dieser Methode zeigt sich die maximal tragbare Belastung eines Gleitlackes. Diese wird zum einen durch die Haftfestigkeit der Schicht auf dem Substrat, zum anderen durch die Druckfestigkeit bzw. die Härtegradienten zwischen Schicht und Substrat bestimmt. In diesem Verfahren wird die Normalkraft (respektive Flächenpressung) im Reibkontakt so lange schrittweise erhöht, bis die ersten Erscheinungen adhäsiven Versagens („Fressen“) an den Messsignalen von Reibung und Hub identifizierbar sind. Die letzte durchlaufene Kraftstufe ist dann die Gutlast, welcher eine Schicht ausgesetzt werden kann, ohne dass mit Schichtversagen zu rechnen ist. Dieses Ergebnis ist dann durch ein Prüfverfahren bei konstanter Belastung und längerer Prüfdauer (z.B: DIN 51834-3) im Hinblick auf Langzeitstabilität zu verifizieren.
ASTM D7594-11: Standardprüfmethode zur Bestimmung der Schwing-Verschleißbeständigkeit von Schmierfetten bei hohen Hertzschen Flächen-pressungen unter Verwendung eines translatorischen Hochfrequenz-Oszillations-Prüfgeräts (SRV) – In vielen Anwendungen wirkt eine - oft unerwünschte - hochfrequente Bewegungskomponente mit kleinen Auslenkungen und relativ geringen Flächenpressungen auf den Reibkontakt ein. Falls diese Belastungssituation (Fretting) nicht durch konstruktive Maßnahmen behoben werden kann oder aus anderen Gründen gar notwendig ist, wird zur Reduzierung des entstehenden Schwingverschleißes oft Abhilfe durch Schmierung oder Beschichtung gesucht. Schwingverschleißbeständigkeit lässt sich mit dieser Prüfung zeit- und kosteneffizient quantifizieren.
ASTM D7755-11: Standardprüfmethode zur Bestimmung des Verschleißvolumens an Standardprüfteilen nach Prüfung im translatorischen Hochfrequenz-Oszillations-Prüfgerät (SRV) – Die meisten tribometrischen Prüfverfahren sehen bis dato eine zweidimensionale Bestimmung von Verschleißgrößen – z.B. Kalottendurchmesser oder Spurtiefen – vor. Diese Methode bietet ein Verfahren zur volumetrischen Verschleißbestimmung auf Grundlage von zweidimensionalen profilometrischen Messgrößen an, womit eine direkte Berechnung von Verschleißkoeffizienten und Verschleißmassen möglich wird.
DIN EN 1071-12: Hochleistungskeramik - Verfahren zur Prüfung keramischer Schichten - Teil 12: Schwingungs-Verschleißprüfung; Deutsche Fassung EN 1071-12:2010 – Die o.a. Prüfmethoden werden bereits gezielt in werkstoffspezifischen Normen zur Quantifizierung von Verschleiß- und Reibungsverhalten eingesetzt.
ASTM G99-05: Standardprüfmethode zur Untersuchung von Verschleiß mit einem Stift-Scheibe-Prüfgerät – Diese Norm stellt die Grundnorm für die quantifizierende Prüfung von Verschleiß im rotierenden Modellsystem Stift-Scheibe dar. Bezugnehmend auf diesen Prüfaufbau existieren zahlreiche weitere ISO-, ASTM- und DIN-Normen, welche zur Verschleißcharakterisierung von Werkstoffpaarungen unter kontinuierlichem Gleiten und unter verschiedenen Aspekten dienen.